三相光伏并網(wǎng)逆變器與控制技術(shù)的研究

【摘要】：光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心組成部分。本文以三相雙級式并網(wǎng)逆變器為研究對象，對光伏并網(wǎng)逆變器的兩大核心問題——最大功率點跟蹤（MPPT）和逆變器并網(wǎng)雙閉環(huán)PI控制問題進行深入研究，解決最大功率點跟蹤速度與穩(wěn)態(tài)振蕩的矛盾，實現(xiàn)逆變器并網(wǎng)電流無誤差地跟蹤網(wǎng)側(cè)電壓。 針對最大功率點跟蹤速度慢與穩(wěn)態(tài)振蕩等問題，本文深入比較分析了電導(dǎo)增量法等典型MPPT算法，提出一種改進的變步長電導(dǎo)增量最大功率點跟蹤速算法。該算法結(jié)合了定電壓法與變步長電導(dǎo)增量法的優(yōu)點，仿真結(jié)果表明改進的變步長電導(dǎo)增量法能夠快速地跟蹤到當前最大功率點處，且進入穩(wěn)態(tài)后無振蕩現(xiàn)象。 為實現(xiàn)逆變器并網(wǎng)電流無誤差地跟蹤網(wǎng)側(cè)電壓問題，本文以三相雙級式并網(wǎng)逆變器為研究對象，并確定并網(wǎng)逆變器主電路拓撲結(jié)構(gòu)。分析了三相SPWM與SVPWM技術(shù)應(yīng)用于逆變器調(diào)制的優(yōu)缺點，建立三相逆變器模型，仿真結(jié)果表明采用SVPWM調(diào)制的逆變器輸出電壓及電流的諧波性能好，直流電壓利用率最高。同時仿真分析了死區(qū)時間對逆變器輸出的影響以及L與LCL濾波器的設(shè)計方法與性能。 光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的仿真研究。搭建具有電流前饋功能的電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)PI并網(wǎng)控制策略的系統(tǒng)仿真模型。仿真結(jié)果表明相對于一般的雙閉環(huán)并網(wǎng)控制策略，帶電流前饋功能的雙閉環(huán)控制策略可以更好的實現(xiàn)逆變器的并網(wǎng)控制。逆變器電流能夠無差地跟蹤網(wǎng)側(cè)電壓頻率，正弦度好，諧波??；在光照強度發(fā)生變化時，逆變器可快速調(diào)整功率輸出，在過渡過程中無振蕩。 【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)逆變器 最大功率點跟蹤 雙閉環(huán) 電流前饋 PI控制
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 新能源8-11
• 1.1.1 新能源簡介8-10
• 1.1.2 太陽能及光伏發(fā)電10-11
• 1.2 課題背景11-15
• 1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類12-14
• 1.2.3 光伏并網(wǎng)逆變器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文主要工作15-16
• 2 光伏電池最大功率跟蹤（MPPT）控制算法研究16-28
• 2.1 光伏電池數(shù)學(xué)模型及外輸出特性16-19
• 2.1.1 光伏電池工作原理及數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.1.2 光伏電池輸出特性18-19
• 2.2 Boost 電路實現(xiàn) MPPT 原理19-24
• 2.2.1 定電壓跟蹤法（CVT）21
• 2.2.2 擾動觀察法（P&O）21-22
• 2.2.3 電導(dǎo)增量法22-24
• 2.3 改進變步長電導(dǎo)增量法24-25
• 2.4 仿真實驗分析25-27
• 2.4.1 電導(dǎo)增量法與變步長電導(dǎo)增量法仿真比較25
• 2.4.2 改進變步長電導(dǎo)增量法 MPPT 仿真25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 光伏并網(wǎng)逆變器拓撲與逆變控制的研究28-43
• 3.1 光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)28-30
• 3.2 三相 PWM 逆變電路30-38
• 3.2.1 三相 SPWM 逆變電路30-33
• 3.2.2 三相 SVPWM 逆變電路33-38
• 3.3 死區(qū)時間的影響38-40
• 3.4 光伏并網(wǎng)逆變器的交流側(cè)濾波結(jié)構(gòu)40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)控制策略的研究與仿真43-57
• 4.1 光伏并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)控制43-48
• 4.1.1 光伏并網(wǎng)逆變器控制模式43-46
• 4.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的功率傳遞極性46-48
• 4.2 光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)控制策略研究48-53
• 4.2.1 逆變器有功和無功功率的解耦49-51
• 4.2.2 PI 控制器設(shè)計51-53
• 4.3 仿真驗證53-56
• 4.3.1 穩(wěn)態(tài)運行53-55
• 4.3.2 動態(tài)運行55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-61
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況61-62
• 致謝62

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